JPH05505080A - ディジタル画像シーケンスを処理する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ブロックエツジフィルタリング 付きディジタルイメージ処理法 発明の背景 本発明はブロックエツジフィルタリング付きディジタルイメージ処理法に関する 。

近年、多数のフルモーションディジタルイメージに関するコーディング／デコー ディング方法が提案されてきた。現在の伝送チャンネルと蓄積メディアにおいて 利用できるデーターレートは制限されているので、コード化されそして伝送され または蓄積されるビデオ信号のデータルレートを減少させることが、それらコー ディング方法の１つの目的である。例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯＤ　（磁気光ディ スク）のような光学蓄積メディア上にディジタルモーションイメージを蓄積する ためには、約１．２メガビット／秒の最高ビデオデーターレートが許されている 。

ディングするための装置の１つの一般的な例は１９８４年３月に発行されたＩＥ ＥＥ通信会報第Ｃ０Ｍ−３２巻第３号内のＷ、Ｈ，チェノ、Ｗ、に、ブラットに よる［シーン適応コーダー」で開示されており、その中ではＤＣＴ　（ディスク リートコサイントランスフオーム）、ＤＣＴ係数に関する可変スレッシシールド 、量子化、コーダーおよびバフ７アにおけるハフマンコーティングおよびバッフ ァ、ハフマンデコータ−、デコーダーに８けるスレッショールド加算と逆ＤＣＴ 。

とを用いるビデオ信号のシーン適応コープインク／テコ−ディングが説明されて いる。米国特許給４，７８５．３４９号では、同様な方法でフレームの領域が分 離的にコード化される。加えて、モーション補償がこの領域を用いて実行される 。

両方の装置において、バッファの充満度がスレッショールドおよび量子化ステッ プサイズ、それぞれを制御する。

現在のフレーム内においては、バッファはオーバー７０−もアンダー７０−もし ないことは確実である。

このことは、量子化ステップサイズを変化させ、そしてその結果各フレーム内の イメージ品質を変化させる。しかし、ブロックおよび領域それぞれがデーターレ ート削減を含んでコード化およびデコードされるならば、アーティファクトない し人為結果（ブロッキング効果）が、それらプａ７りおよび領域それぞれの境界 において、デコーディングの後に生じる。

発明の概要 モーンタン（動き）補償されたディジタルイメージの場合のブロックエツジにお けるアーティファクトを見えなくし、そしてデコードされたイメージのイメージ 品質を改善させることが本発明の目的である。

ディジタルイメージのシーケンスは種々のコーディング法を用いてコード化され る。シーケンスのｎ番目のイメージはピクセルのブロックＢ　（ｎ、ｉ、ｊ）に 区切られ、ここでｉおよびｊはブロックの左トップピクセルのフレーム座標であ り、モしてｎはフレーム番号である。

フレームｎのイメージ内容とフレームｎ−１との間の時間的な相互関係が、フレ ームｎ−１内の最も類似のブロックの変位としてフレームｎにおける各ブロック をコード化するのに用いられる。Ｖ　（ｎ、ｘ、ｙ）は、フレームｎ−１からフ レームｎへのブロックＢ（ｎ、’＋　ｊ）の変位と呼ばれている。この変位はモ ーション補償のための予測値として用いられる。もしＢ′（ｎ、ｉ、ｊ）がデコ ードされたブロックＢ（ｎ、ｉ。

ｊ）であれば、Ｂ’（ｎ、ｉ、ｊ）−Ｂ’（ｎ−Ｉｔ　ｉ＋ｘ、ｊ　＋ｙ）であ る。

ｖ　（ｎ、ｘ、ｙ）はブロックに関してデコードされたフレームｎ−１内を探索 することによって計算され、これはＢ（ｎ、ｉ、ｊ）とＢ　’　（ｎ　Ｉ　ｒ　 ＋　＋ｘ　ｒｊ＋ｙ）との差異を最小化するように計算される。

コーディングル−グのステップとしては二（＋）モーショ補償および現在予測値 を用いて７レームｎをコード化し、 （２）フレームｎをデコードし、 （３）デコードされＩニフレームｎをフィルターし、（４）デコードされた、そ してフィルターされたフレームｎを選択し、そして現在予測値を計算し、（５） フレームｎ＋１をコード化するためにステップ（１）に行く、ものである。

こうして、デコード用ループは対称的な方法によって構成される。

本発明の基本的概念は、ブロック効果を減少させるためにブロックのエツジ上で デコーディングループ内にフィルターを加えるものである。このフィルターは現 在のイメージの品質を改善し、そして引き続くイメージにおけるブロッキング効 果アーティファクトの伝播を減少させる。

本発明の別の特色は、もし２つの隣接するブロックが異なる変位を持っているな らば、このフィルターをブロックエツジのみに加えることである。これを行なう ことによってイメージの解像度が改良される。

本発明の利点は、添付図面と関連して行なわれる以下のさらに詳細な説明からさ らに明白となるであろう図面の簡単な説明 Ｍ１図はコーダーの概略ブロック図であり、第２園はデコーダーの概略ブロック 図であり、第３図はピクセルの隣接ブロックに関するイメージを示す図であり、 第４図は輝度ブロックに関する量子化マトリックスを示す図であり、 第５図走査順序を示す図であり、 第６因は量子化機能のを示す因である。

望ましい実施例の説明 イメージは中間的な分解能、例えば７０４ｘ２８ｇビクセルを、を持っている。

輝度コンポーネントＹは各ピクセル毎にコード化されるが、色コンポーネントＵ およびＶはマクロピクセル、マクロピクセルは４つの輝度ピクセルから作られる 、の形でコード化される。各フレームは１６Ｘ１６輝度ビクセルのマクロブロッ クに分割される。各マクロブロックは、Ｙに関する８Ｘ８ビクセルの４ブロツク Ｕに関する８×８マクロビクセルの１ブロツク■に関する８×８マクロピクセル の１ブロツクで構成される。

エンコードされていない１つの７０４Ｘ２８８イメージは、 （７０４／１６）Ｘ　（２８８ＸＩ６）＝７９２マクロブロック ７９２Ｘ６−４７５２ブロツク ４７５２Ｘ６４−３０４１２８バイト を含んでいる。

そのようなフレームはコード化されていない形式では約３００にバイトのサイズ を占めることになるが、利用できる帯域幅は約（１，２Ｍビット／秒）／（８Ｘ ２５／秒）−６にバイト／フレームであり、これはピクセル当り１／２ビツトに も満たないものである。約１１５０の圧縮レートが達成されなくてはならない。

第１図においては、ディジタルイメージ源１１が、フレームｎを蓄積するフレー ムメモリー（ＲＡＭ）１２に接続されている。続いてピクセルの各ブロックがモ ータ３ン補償回路１７に送られる。

はとんどの場合、フレームｎ　−１はフレームｎに極めて近く、フレームｎ−１ とｎとの間の差異だけがエンコードされる。この技術はインターフレームコーデ ィング（デルタコーディング）と呼ばれ、結果として比較的低いデーターレート が得られる。しかしある場合、例えばイメージシーケンスにおいて「カット」が ある時など、にはフレーム自体をエンコードする必要がある。この技術はイント ラフレームコーディングと呼ばれる。例えばＤＣ内に蓄積されているイメージシ ーケンス内の異なるポイントからのデコーディングの開始の場合のような、非シ ーケンシャルなデコーディングを許容するには、イントラ７レームコーデイング も使用する必要がある。しかし、イントラフレームコーディングは高データ−レ ートを要する。

イメージシーケンスにおけるモーラ２ンの場合においては、イントラフレームコ ーディングはコード化されたイメージの良好な品質をもたらすわけではないため 、イメージシーケンスのムービングピースが検出されるべきである。これによっ て、フレームｎ−１からのムービングピースと７レームｎからの同ピースとの開 の差異が最小化され、結果としてインターフレームコーディングは散着されたイ メージ品質に結び付く。

モーシラン補償の目的は、フレームｎ−１から取り出したムービングピースだけ を用いて可能な限りフレームｎに近いイメージを形成することにある。

モーション補償回路１７の中で行なわれることは、１つのブロックに関して説明 すれば： フレーム座標（ｉ、ｊ）にあるフレームｎのブロックＢ　（ｎ、ｉ、ｊ）は、フ レームｎ−１を含むフレームメモリー（ＲＡＭ）１４２内のフレーム座標（ｉ＋ ）（、ｊ＋ｙ）に蓄積されているブロックＢ’（ｎ−１，ｉ＋ｘ、ｊ−ｙ）をコ ピーすることによって評価される、のである。変位ｖ（ｎ　、ｘ　＋　ｙ　）は 、スクリーンのこのポイントにおけるイメージの明らかなモーフＭンを表わして いる。モーシラン補償のために８×８ピクセルグロツクを用いる時には、変位は ±１ビクセルの精度および±１６ピクセルの範囲を有している。

非ランダム走査の場合には、モーラ」ン補償ベクトルはデルタコード化される。

このデルタベクトル（ｄｘ、ｄｙ）範囲は−３２から＋３２であり、最も頻繁に 表われる値はＯ（前のベクトルと同じベクトル）である、このデルタ座標は、ハ フ７ンコーダー１５４内で適応型ハフマンフードによって独立的にコード化され る。ｄｘおよびｄｙに関する統計量は同等でないため、２つのハフマンコードが 用いられる。次にこのベクトルは４つずつパックされ：ｄｘおよびｄｙがゼロに なる機会が多いので、４つのｄｘ値内のゼロ値の分配が適応型ハブマンコードを もってコード化される。

非ゼロ値のｄｘのみが、その後（別の適応型ハフマンコードをもって）コード化 される。

ｄｙについても同様な技術が用いられる。モーション補償ベクトルに関するコー ドのサイズを理想化するために、ある程度の許容差が認められる。もしＶが（コ ード化されていない）ターゲットブロックであれば、Ｖ′はＶに関して計算され た最蕾のモーシラン補償ベクトルを用いて得られたブロックであり、モしてＶ’ 。

は前のモーシラン補償ベクトル（その１つはＶの残りのブロックのために用いら れた）を用いて得られたブロックであつて、前のモーシラン補償ベクトルは、Ｅ （Ｖ’ｏ、Ｖ）＜Ｅ　（Ｖ’、Ｖ）＋Ｅｏｆあれば再び用いられることになる。

適切なスレッシシールドＥｏを選択することにより、ゼロに等しいデルタベクト ルの数は極めて大きくなり、そしてゼロのデルタベクトルは極めてわずかなビッ トでコード化できるためコーディングはより効率的となる。このことはエラー修 正に関するより多くの余地を残している。

一旦、モーション補償を用いてフレームｎ−１から、フレームｎの良好な近似が 得られたなら、残りのピクセル差異がエンコードされるために存在している。

２つのブロック間の差異の評価をするために、そしてモーション補償インターフ レームコーディングまたはイントラフレームコーディングが所定のデーターレー トと関連してより良いイメージ品質をもたらすかどうかを各ブロックに関して決 めるため、モーラ９ン補償回路１７においてはエラー関数（例えば２次エラー） が評価される。２次エラーの等式は： ここでｉｉおよびｊｊはそれぞれピクセルＰおよびＰ′の、それぞれブロックＢ 　（ｎ、ｉ、ｊ）およびＢ′（ｎ−１，ｉ＋ｘ、ｊａｙ）内の座標であり、モし てＥ（Ｂ、Ｂ’）は、フレームｎのブロックＢ（ｎ、ｉ、Ｊ）とフレームｎ−１ のブロックＢ’（ｎ−１，ｉ＋ｘ、ｊ十ｙ）との間の差異の評価である。Ｂ（ｎ 、ｉ、Ｊ）は（コード化されていない）ターゲットブロック、Ｂ’（ｎ−１，ｉ ＋ｘ、ｊａｙ）はインターフレームコーディング後に得られたブロックである。

モーション補償は、 Ｅ　（Ｂ、　Ｂ　’）　＜　（１／２）　ＸＥ　（Ｂ、　Ｂｏ）の場合にのみエ ンコードされる価値がある。

Ｂｏは、（インターフレームフード化されていない）モーション補償によって得 られるブロックＢ（ｎ−１、ｉ＋ｘ、ｊａｙ）である。±１６ピクセルの範囲内 において８×８ビクセルブロツクに関してモーション補償が計算されるなら、ベ ストマツチングのブロックの探索が４０Ｘ４０ピクセル範囲（３３Ｘ３３可能変 位）において実行される。ブルートフォースサーチは総ての可能性のある変位（ ｘ、ｙ）にわたって実行され、そして最小平均絶対エラーに相当する変位が選択 される。このベクトルはハフマンコーダー１５４に０×４０ビクセルエリアが蓄 積されるメモリーを含む平均絶対エラーＥｍの等式は： ＋ｉ−Ｏｊｊ−０ であり、 ここでｉｉおよびｊｊは、ピクセルＰおよびＰ′それぞれのブ０７りＢ　（ｎ　 ＋　ｉ　＋　Ｊ　）およびＢ’（ｎ−１゜ｉ＋ｘ、ｊａｙ）それぞれの内の座標 である＠　Ｂ　（ｎ、ｉ、ｊ）は（コード化されていない）ターゲットブロック であり、Ｂ’（ｎ−１，ｉ＋ｘ、ｊａｙ）はインター７レームコーデイングの後 に得られるブロックである。Ｙコンポーネントビクセル値が用いられる。

理論上は、モーション補償は、次の７レームを構築するためのデコード時に用い られるものであるため、デコードされた７レームｎ−１において実行されるべき であるが、しかし実際上はデコードされたそれの代わりにソースフレームｎ−１ が用いられる。ソースイメージを用いて得られた変位は、より低いノイズのレベ ルの故に、そしてデコードされたイメージに比較してソースイメージのより良い 品質の故に、効率的にエンコードすることがより容易である。ランダムノイズは 変位内にランダムファクターを発生させることになる。

原理的には、モーラ「ン補償もまた米国特許第４．７８５．３４９号の第２７〜 ２９欄に説明されている。

イントラフレームコーディングの場合には、フレームｎのピクセルのブロックＢ 　（ｎ、ｉ、ｊ）は直接的にコード化され、インターフレームコーディングの場 合には、ブロックＢ’（ｎ−１，ｉ＋ｘ、ｊａｙ）がモーション補償回路１７の 中でブロックＢ（ｎ、ｉ、ｊ）から差し引かれ、そして次にコード化される。７ レームメモリー１４２はモーション補償回路１７からのアドレスを受取る。

ピクセルまたはピクセル差異の結果的なブロックはそれぞれ、ＤＣＴ回路１５１ 内で変換される。（輝度コンポーネントＹのような）空間データを表わす値の各 ８×８ブロツクは、ＤＣＴにより、水平および垂直方向の両方における周波数分 配を表わすスペクトル係数の８×８ブロツクに変換される。変換されたブロック における係数の範囲は、ソースブロックにおける値の範囲の８倍ある。変換され たブロックのトップレフト係数は特定のものであって、（８倍された）ソースブ ロックの平均値である。この係数はＤＣ値と呼ばれ、他の係数はＡＣ値と呼ばれ る。ＤＣ係数は極めて重要であること、そして高い量子化レベルが要求されてい ても、平均値上のエラーは極めて注目すべきアーチイア、アクト（ブロッキング 効果）を生ずるため、この値には最小エラーが存在すること、は明らかである。

さらにエンコードされる前に、ビットレートに対して認識されたイメージ品質を トレードオフさせて選択されたアルゴリズムを用いて量子化器１５２内において ブロックが量子化される。量子化器１５２のアルゴリズムは以下の等式によって 説明される。

ここでＸは変換されたブロックのＤＣＴ係数であり、ｙは量子化された係数、Ｔ は出力がゼ０とされるスレッシゴールドであり、そしてりは量子化ステップサイ ズである。Ｔおよび１の値は利用できる伝送または蓄積帯域幅によって選択され る。そのような量子化器関数を表わすグラフが第６図に示されている。量子化器 ステップサイズ９は変換されたブロックにおける係数の位置に依存するのであっ て二より低い周波数のＤＣＴ係数はデコードされたイメージの主観的品質の認識 には比較的少ない重要度を持つので、高い周波数係数は低い周波数係数よりも粗 く量子化される。量子化器ステップサイズは、剪もって規定された量子化マトリ ックスＱをもってスケーリングすることにより、ブロック内の各位置に関して得 られる。例としては、Ｙに関して用いられる量子化マトリックスが第４図に示さ れている。異なる量子化マトリックスがＵ８よびＶのために用いられる。

最小値は、量子化される周波数係数が、それらをエンコードするのに用いられる コードによってカバーされる範囲に常にあることを保証するため、ｇに関して規 定される。スレッショールドＴに関すると同様に、Ｔ−ｙ／２を用いることもで きる。

デコーダー（第２図）の特性とデコーディングエラーをンミュレートするため、 そしてそれに応じるコーダー（第１図）内のコーディング計算を補正するために 、逆量子化器１５６、ＤＣＴ回路１５７およびフィルター回路１５８を含むフィ ードバックルーズが設けられる。逆量子化８１５６は量子化器１５２に対応する 逆機能を実行し、そしてＤＣＴ回路１５７は逆ＯＣＴである。フィルター回路１ ５８はソースと量子化ノイズ、グリッチ、孤立したビクセルとを分け、コード化 することが難しい高い周波数を減少させ、そして引き続くイメージにおけるブロ ック効果アーティファクトの伝播を減少させるために用いられる。フィルターは メディアンフィルターまたは簡単なコンボリューションフィルターであってもよ いが、両方とも３×３ピクセルカーネルを持つ２次元性のものである。この種類 のフィルターは当業技術者にとってよく知られているものである。フィルター回 Ｎ１５８の出力におけるフィルターされたブロックＢ’（ｎ　Ｉｎ　Ｉｎ　Ｊ） は、これもまたモーシコン補償回路１７に接続されているフレームメモリー１４ ２内に蓄積される。この方法によってフィードバックループが閉じられる。量子 化されたブロックは普通、多数のゼロによって分離された、いくつかの重要な（ 統計的には低い水平および垂直周波数に集約される）スベルトルコンポーネント ヲ含んでいる。こうしてブロック内の量子化されたＤＣＴ係数が最初に折り返さ れ、それによって一連の、１個（ｒは０に等しくてもよい）のゼロと１つの非ゼ ロ係数を選択的に含むリニアリストに変換され、そして次にハフマンコーダー１ ５４内で変位と共に可変語長（ランレングスコーディング）でエンコードされる 。６４のＤＣＴ係数のマトリックスの各々の折り返しは、第５図に示した順序に 従ってソーター１５３内で実行される。ＤＣ係数である係数Ｎｏ、ｌでスタート するソーティングは逆対角方法で続き、そして係数Ｎｏ、６４で終了する。この ソーティングの種類は「ジグザグ走査」と呼ばれる。現在のブロックの最終係数 の後、エンドオブブロックコード（Ｅ　ＯＢ）が加えられる。

ジグザグ順序は、ブロックの終わりまでに極めて長い一連のゼロ係数を持つ可能 性が増大する順序に選択される。ＥＯＢフードはありふれた事象であるため、こ れは数ビットでコード化される。理想的なジグザグ順序は量子化方法と、引き続 いて用いられるコードに依存する。

ジグザグ走査およびランレングスコーディングは、チェノおよびプラットによる 前述文献「シーン適応コーダー」で原理的に説明されている。

最大効率をもつ、ゼロの運をエンコードするための７・７マンコードは、１個（ ｒは０から６３の範囲）のゼロの６４の可能な連を含んでいる。付加的なコード がＥＯＢ符号のために準備される。ゼロの各連のために規定されているコードは 全体的に連に続く値には無関係である。

別のハフマンフードは最大効率をもって非ゼロ係数をエンコードする。このコー ドによってカバーされる範囲は［−２５６，−１３および［＋１．＋２５６］で ある。

量子化された非ゼロ係数は±１となるべき重要な見込みを持っており、特により 高い周波数係数においてはそれらはより強力に量子化されるため、±１値の連端 をフード化するだめの特別なコードが準備されている。非ゼロ係数の符号は、そ れらの事象が５０％の見込みをもったランダム事象と考えられるので、常に１ビ ツトでコード化される。　゛ ハフマンコード化されたデータは可変データーレートをもってバッファ回路１５ ５内のバッファに蓄積され、そして一定データーレートで読み出される。チャン ネルコーダー１６はそれらのデーターを他の信号と共に受取る。

データーレートを保証し、そしてバッファオーバー７０−およびアンダー７０− を避けるために１．量子化器１５２および逆量子化器１５６の量子化ステップサ イズは量子化レベルによって適応され、これは総バッファサイズと比較された、 フレームの既にエンコードされたデーターの量の関数としてバッフ７回路１５５ 内で各ブロックがエンコードされた後に再計算される。この方法で量子化レベル は都合良くデコーダーによって再計算され、そして伝送される必要はない。

現在のフレーム３１内のブロック、例えば３２，３３．３４，３５．３６の走査 は普通にロウからロウに、そしてカラムからカラムへと実行される。都合良いこ とに、あるデーターレートを達成するために、７レームに関する全体的な量子化 レベルのより良い評価を得るよう走査が擬似ランダム状に実行されることもある 。この擬似ランダムブロックを走査順は、より良い結果を得るため各フレーム毎 に変えることができる。

この場合、ブロック走査の種類もまた、それぞれ伝送され、蓄積されることにな る。

チャンネルコーダー１６は、ビデオデーター流に、インター／イントラ情報およ びハフマンコード化されたモーション補償情報そして例えば擬似ランダムアドレ ス情報、オーディオ信号、エラー補正情報および同期化語を加える。

クロックジェネレータ１９１は制御回路１９２にクロックパルスを供給する。制 御回路１９２はコーダー内の他の総ての回路に適切な制御信号を提供する。

第２図においては、チャンネルデコーダー２６が蓄積メディアまたは伝送チャン ネルデーター流を受取る。このデーター流は輝度および色光度信号（Ｙ、Ｕおよ びｖ）、モーション補償情報、インター／イントラ判別情報、オーディオ信号、 同期化語、そして必要であれば擬似ランダムブロックアドレス、に分けられる。

加えて、エラー補正がチャンネルデコーダー２６内で実施される。

例えば輝度コンポーネントのようなビデオ信号はハフマンフード化された変位と 共に一定データーレートをもってバッファ回路２５５内に供給され、そしてこの バッファからハフマンデコーダー２５４に可変データーレートをもって転送され る。この回路においては、別のハフマンコード、±１値の連端に関する特別コー ドおよびＥＯＢコードのデコーディングが実施される。

逆ソーター２５３においては、ソーター１５３および第５［！Ｉによる逆の走査 が実施される。出力では量子化された８　Ｘ　８　ＤＣＴ係数のブロックが得ら れる。逆量子化器２５２では、この係数が、フーダー内の量子化器１５２の入力 におけるそれらの値にまで近似的に拡張される。このことは量子化マトリックス Ｑ（第４図）による逆スケーリングを含んでいる。逆量子化器２５２における量 子化レベルはバッファの充満度によって制御され、そしてバッファ回路２５５内 で再計算されるが、伝送される必要はない ＤＣＴ回路２５１は各ブロックの６４の係数に逆ＤＣＴを実施する。ブロックの 、ピクセル値およびピクセル差異値それぞれは、フィルター２５８に転送サレる 。このフィルターはコーダーにおけるフィルター１５８の応答性に従う肩波数応 答性を持っている。

フィルター２５８の出力はモーション補償回路２７に転送される。モーション補 償情報およびチャンネルデコーダー２６からのインター／イントラ判別情報もま た、モーション補償回路２７に供給される。変位は、フレームｎ−１に関するフ レームメモリー（ＲＡＭ）２４２をアドレスする。現在ブロックのイントラ７レ ームコーデイングの場合、フレームメモリー２４２からの出力信号は加えられず 、そしてインター７レームコーデイングの場合、この出力信号はモーション補償 回路２７内でビクセル差異値に加えられ（モーション補償され）る。

（モーション補償された）ブロックはモーション補償回路２７から第２フィルタ ー回路２５９に転送される。このフィルターの中で、ブロックエツジフィルタリ ングが行なわれる。各ブロックは分離的にコード化されているので、それらブロ ックの境界においては視認できる不連続性が発生する。このため第２フイルター ２５９内においては、ブロックエツジは水平的に、および垂直的に、それぞれフ ィルターをかけられる。

ｘＯ，ｘｉ、ｘ２．ｘ３．ｘ４．ｘ５．ｘ６．ｘ７；ｘ８．ｘ９・・・はビクセ ルの列であるとする。ピクセルｘＯからビクセル×７は、例えば第３１！ｌにお けるブロック３２のような、！Ｊ１ブロックに属しており、ビクセルｘ８．ｘ９ および同様、は例えばブロック３３のような水平的に隣接する第２ブロツクに属 している。

ピクセルｘ７は例えば、ｘ７−　（ｘ６＋２Ｘｘ７＋ｘ８）／４のように再計算 （フィルター）され、そしてのように再計算される。

進歩的であることに、ブロック３２およびブロック３３それぞれに関する（水平 的および垂直的）このフィルターリングは、関連する隣接ブロック３３〜３６の １つまたはそれ以上が、明確な変位を有している時にのみ実行される。このこと はブロック境界における解像度改善に導く。

こうしてモーション補償回路２７はピクセルおよび変位メモリーを有しており、 そして第２フィルター回路２５９を制御する。

第２フィルター回路２５９の出力ブロックは、フレームｎとして７レームメモリ ー（ＲＡＭ）２２内に蓄積される。蓄積の前に、そのブロックはフレームｎ　− １としてフレームメモリー２４２内に書き込まれる。

擬似ランダムブロック走査の場合には、メモリー２２は付加的に伝送された、ま たはデコーダー内で発生させられた、擬似ランダムブロックアドレスによってア ドレスされる。

フレームメモリー２２はピクセルからビクセルに、そして列から列に、読み出さ れる。結果的な信号は例えばテレビスクリーン２１上に表示できる。

色光度コンポーネントＵおよび■に関する旭理は同様な方法で実行される。フィ ルター係数と量子化マトリックスは変化する。前述のように、モーション補償回 路１７および２７、それぞれにおける変位計算はＹコンポーネントのみに対して 実行される。クロック再生回路２９１は制御回路２９２にクロックパルスを供給 する。制御回路２９２はデコーダー内の他の総ての回路に適切な制御信号を供給 する。

Ｆ旧、３ Ｆ旧、ｔ＋。

ＦＩＧ、６ 要　約　書 コーダーにおいては、ディジタルビデオ信号のフレームはビクセルのブロックを 得るために走査され、デコードされた先行フレームを用いてモーションベクトル が評価され、そしてブロックエラーが計算されて、それによりブロックエラーの 結果に従って、イントラ／インター判定信号およびピクセル値のイントラフレー ムブロックまたはピクセル差異値のモーション補償されたインターフレームブロ ックとを提供する。

ピクセル値およびピクセル差異値、それぞれのブロックはＤＣＴを用いて、可変 語長でハフマンコーダー内においてモーションベクトルと共にコード化されて係 数のブロックに変換される。

コード化された係数の結果のグループは量子化レベルを用いて個々に量子化され 、そしてグループのコード化された係数は量子化マトリックスを用いて個々に量 子化されるが、それらはバッファの充満度によって制御される。

デコーダーにおいては、ピクセルのブロックに属するコード化された係数のグル ープは、エンコードに用いられた量子化レベルを用いて個々に逆量子化され、そ して各グループの各コード化された係数はエンコードに用いられた量子化マトリ ックスを逆に用いることによって個々に逆量子化されるが、それらはバッファの 充満度によって制御される。

コード化された係数とモーションベクトルのグループは可変語長でハフマンコー ダー内でデコードされ、そしてそれによってデコードされた係数のブロックを提 供する。デコードされた係数のブロックは逆ＤＣＴを用いて、ビクセル値および ピクセル差異値それぞれに変換され、ピクセルのそのブロックから、イントラ／ インター判定信号に従って、ビクセル値のイントラフレームブロックおよびピク セル差異値のモーション補償されたインターフレームブロック、それぞれが発生 され、それによってモーションベクトルを評価するビクセルのブロックは、それ らの境界においてフィルターされ、もし調和する隣接ブロックがほとんど同等の モーションベクトルを持っていないならば、調和する順序でディジタルビデオ信 号のフレームに再び挿入される。係数のデコードされたブロックは、コーダーお よびデコーダーの両方でフィルターされる。コーディングアーティファクトの視 認性はそれによって減少する。

田野珈査報失 一怖―綽−＾・−６−１ｉ＠ｌｌ１１−　ＰＣＴ／ＥＰ　９１１００４５１−鉤 一哨−−ム帥に一−Ｎ−，ＰＣＴ／ＥＰ　９１１００４５１国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．ディジタルイメージシーケンスをエンコードする方法において、 ピクセルのブロックを得るために、その各フレームがピクセルの多数のブロック を含む型式のディジタルビデオ信号のフレームの走査段階と、モーション（動さ ）ベクトルを評価（ないし推定）し、そしてブロックエラー（２次エラーおよび ／または平均絶対エラー）を計算する段階と、ブロックエラー計算の結果に従っ て、ピクセル値のイントラフレームブロックまたはピクセル差異値のモーション （動き）補償されたインターフレームブロックを形成し、そしてイントラ／イン ター判定信号を形成する段階と、 ピクセル値およびピクセル差異値、それぞれのブロックをＤＣＴを用いて係数の ブロックに変換する段階と、 可変語長をもってハフマンコーダー内で係数およびモーションベクトルのブロッ クをコーディングし、それによってコード化された係数のグループを形成する段 階と、 バッファの充満度によって制御される、量子化レベルと、および量子化マトリッ クスを用いてグループ個々の各コード化された係数を量子化するたりの装置、と を用いてコード化された係数個々の各グループを量子化する段階と、を有するこ とを特徴とする方法。
2. ２．先行したベクトルに関する差異ベクトルの型式でのモーションベクトルをコ ード化する段階を含むような請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．量子化段階の後に、逆量子化および逆ＤＣＴ変換を含むフイードパックルー プを挿入する段階と、モーション評価、エラー計算およびモーション補償のため に結果的にデコードされた係数ブロックを用いる段階と、を含むような請求の範 囲第１項または第２項記載の方法。
4. ４．請求の範囲第１項、第２項または第３項に記載のようにエンコードされたデ ィジタルイメージシーケンスをデコードする方法において、 バッファの充満度によって制御される、エンコード時の量子化レベルを用いてピ クセルのブロック個々に属するコード化された係数のグループを逆量子化し、お よびエンコード時の量子化マトリックスを逆に用いて各グループ個々の各コード 化された係数を逆量子化する段階と、 可変語長を用いてハフマンコーダー内で、コード化された係数とモーションベク トルのグループをデコードし、それによってデコードされた係数のグループを設 ける段階と、 逆ＤＣＴを用いて、デコードされた係数のブロックをピクセル値およびピクセル 差異値、それぞれに変換する段階と、 イントラ／インター判定信号に従って、ピクセル値のイントラフレームブロック およびピクセル差異値のモーション補償されたインターフレームブロック、それ ぞれからピクセルのブロックを発生させ、それによってモーションベクトルを評 価する段階と、ピクセルのブロックの境界においてピクセルをフィルターする段 階と、 ディジタルビデオ信号のフレームにピクセルのブロックを挿入する段階と、を有 することを特徴とする方法。
5. ５．調和するブロックに関するモーションベクトルがほとんど同等でない時にの み、ピクセルのブロックの調和する境界においてピクセルをフィルターする段階 を含むような、請求の範囲第４項記載の方法。
6. ６．２つの空間方向において、デコードされた係数のブロックをフィルターする 段階を含むような、請求の範囲第２項から第５項までの１つまたはそれ以上に記 載の方法。
7. ７．ディジタルイメージシーケンスをエンコードするための装置において、 その各フレームがピクセルの多数のブロックを含む型式の圧縮されたディジタル ビデオ信号を設けるための装置と、 ピクセルのブロックを得る目的でフレームを走査するための装置と、 モーションベクトルを評価（ないし推定）するための装置およびブロックエラー を計算するための装置と、 調和する先行ベクトルに関する差異ベクトルの形でモーションベクトルをコーデ ィングするための装置と、 ブロックエラー計算の結果に従って、ピクセル値のイントラフレームブロックを 、またはベクトル差異値のモーション補償されたインターフレームブロックを、 設けるための装置およびイントラ／インター判定信号を設けるための装置と、 フィードパフクループにおいて、係数の量子化されたブロックを逆量子化し、そ して逆ＤＣＴ変換するための装置、ここにおいてそれらのブロックはモーション 評価（ないし推定）、エラー計算およびモーション補償を実行ずる装置に関する 入力信号を形成する、と、 ＤＣＴを用いて、ピクセル値およびピクセル差異値それぞれのブロックを、係数 のブロックに変換するための装置と、 可変語長によってハフマンコーダー内で係数およびモーションベクトルのブロッ クをコーディングし、それによってコード化された係数のグループを設けるため の装置と、 バッファの充満度によって制御される、量子化レベルを用いて、コード化された 係数個々の各グループを量子化するための装置、および量子化マトリックスを用 いて、グループ個々の各コード化された係数を量子化するための装置と、を有す ることを特徴とする装置。
8. ８．ディジタルイメージシーケンスをデコードするための装置において、 バッファの充満度によって制御される、エンコード時の量子化レベルを使用して ピクセルのブロックに個々に属するコード化された係数のグループを逆量子化す るための装置、およびエンコード時の量子化マトリックスを逆に使用して各グル ープ個々の各コード化された係数を逆量子化するための装置と、逆ＤＣＴを用い て、デコードされた係数のブロックをピクセル値およびピクセル差異値それぞれ に変換するための装置と、 イントラ／インター判定信号に従って、ピクセル値のイントラフレームブロック およびピクセル差異値のモーション補償されたインターフレームブロックそれぞ れから、ピクセルのブロックを発生し、それによってモーションベクトルを評価 するための装置と、 調和するブロックがほとんど同等でないならば、ピクセルのブロックの調和する 境界においてピクセルに関するフィルター装置、この装置は調和するピクセルを フィルターする、と、 擬似ランダム順に、ディジタルビデオ信号のフレーム内にピクセルのブロックを 挿入するための装置と、を有することを特徴とする装置。
9. ９．２つの空間方向において、デコードされた係数のブロックをフィルターする ための装置と、を含むような請求の範囲第７項または第８項記載の装置。